固体内耗的概况和新近发展

一、什么叫“内耗”? 振动着的固体,即使与外界完全隔绝,其机械振动也会逐渐衰减下来.这种使机械振动能量不可逆地耗散为热能的现象,称为内耗,即由于内部的原因而引起的能量损耗.在英文文献中通常用internal friction二字表示,日文据此而译为内摩擦.这是不恰当的,因为内耗的本质是出现了非弹性形变而将振动能耗散为热能,并不能归因于摩擦生热.这种不恰当的命名也被沿袭为德文的Inner Reibung,法文的frottment interieur,俄文的.另外,在工程上采用的阻尼本领(dampingcapacity)一词,以及有时在高频振动情况下采用的扭声衰减(ltrasonlc attenu…     

蝴蝶效应

 “蝴蝶效应”也可称“台球效应”,它是“混沌性系统”对初值极为敏感的形象化术语,也是非线性系统在一定条件(可称为“临界性条件”或“阈值条件”)出现混沌现象的直接原因。     

相对论中的“观测”与“看到”有何不同

 1905年爱因斯坦发表了狭义相对论,其时空观之一就是“运动的尺缩短”。接受相对论的所有人都相信这种尺缩现象是可以用眼睛看到或用照相机拍摄到的。一个运动物体看起来将沿运动方向缩短为原来的1-β2倍β=ｖｃ,ｖ是物体运动的速度大小,ｃ是光速,坐在高速飞船中的人从窗外看出去时,将看见球形物体缩成一个椭球体这些说法好像都是无可非议的。这种观念一直持续了54年之久,直到1959年美国物理学家戴勒尔发表了一篇文章,认为这种观念是错误的,他纠正了存在于所有人中间的这个偏见。提出“尺缩”现象可以“观测”或者“测量”,却不能用眼“看到”。     

试析“城市热岛”问题

 随着城市规模的不断扩大,市区气温会逐渐比周围区域高,这种气温分布的特殊现象就叫做“城市热岛”或“热岛效应”,它是在不同区域气候的背景下,在人类活动特别是城市化因素的影响下形成的一种特殊小气候.     

人类能创造自己的太阳吗?

 除固体、液体、气体外,物质还有第四种形态.这是一般人所不知道的“等离子体”.等离子体是一种什么东西呢?我们知道,在加热物体时,随着物体内部的粒子不断获得越来越多的动能,物质结构便会逐步遭到破坏:固体变成     

红外夜视技术及其军事应用

 红外线是人眼看不见的一种光波,它是由物质内部的分子、原子的运动所产生的电磁辐射,是一种电磁波,波长比红光更长,其突出的特点是热作用。“红外线”也称“红外辐射”,波长在0.75～1000μm,是个相当宽的区域,且这种辐射都载有物体的特征信息,这就为探测和识别各种目标提供了客观基础。红外线具有与可见光类似的特性,如反射、折射、干涉、衍射和偏振,同时,又具有粒子性,即它可以以光量子的形式发射和吸收,这已在康普顿散射、光电效应等实验中得到了充分的证明。不同波长的红外线在传输过程中能量衰减程度有很大的差别,能透过大气的红外线主要有3 个波段,即1～2.5μm、3～5μm 和8～14 μm,这3 个波段称为“大气窗口”,所有红外仪器都工作在这3 个波段内。     

时钟与计算机网络中的时钟同步

 计算机中的时钟几乎所有的计算机中都会有专用线路用于计时,人们也常用“时钟”(clock)来称呼它;其实,应该称为“计时器”(timer)。计算机中的计时器是一个经过精密加工的石英晶体,这种石英晶体在有电压的作用时,会以非常良好的固定频率发生振荡,相应地对每一个石英晶体赋予两个记录器:一个称为计数器,另一个称为复位计数器。晶体每发生一次振荡计数器就会减少一个单位,当计数器上的数值变为零时,系统就会相应地产生一个中断,并通过复位计数器将计数器的值恢复到初始值,这样就可以设计出每秒产生60次中断(或想要的次数的中断)的频率的“计时器”.     

居住空间照明眩光问题分析

 眩光及其产生原因国际照明委员会(CIE)编辑的《国际照明工程词汇》中对于眩光作了以下的定义:“眩光是一种视觉条件。这种条件的形成是由于亮度分布不适当,或亮度变化的幅度太大,或空间、时间上存在着极端的对比,以致引起不舒适或降低观察重要物体的能力,或同时产生这两种现象。”眩光就是通常所说的“晃眼”,它会使人感到刺眼,引起眼睛酸痛、流泪和视力降低,甚至可因明暗不能适应而丧失明视能力。眩光有两种:直接眩光和反射眩光。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起的眩光称为直接眩光;光源通过光泽表面,特别是抛光金属如镜面反射进入人眼引起的眩光称为反射眩光。     

封面照片说明

 这是被称为“宇宙枪手”的“隼鸟”号小行星探测器,它是由日本科学家设计制造的。这次探测计划与2005年7月实施的“深度撞击”不同,它不是与小行星硬碰硬,而是通过一系列操控来完成,从而收集小行星的信息。“隼鸟”号装有一支长40厘米的枪,枪管开口处呈喇叭形状。当“隼鸟”号接近小行星时,会向其表面射出一颗直径1厘米,速度180米/秒的金属子弹,枪击所激起的小行星表面物质会被喇叭状的枪口吸入并收集。按计划射击将进行两次。同时“隼鸟”号还要在小行星表面放置一个漫游器以获取更多的资料。“枪击”计划于2005年11月上旬实施。     

学部委员唐孝威教授主持 原子模型的建立和发展

 古代哲学家在以往漫长的岁月中对物质的结构有过许多设想.他们中具有代表性的是古希腊的留基伯(Leueippus)和他的学生德谟克利特(Dmocrituse),被称为古原子论的奠基者.他们认为物质是由简单的不可分割的基本单元--原子组成.这种朴素的思想虽属机械唯物论,却是原子论的萌芽.如今世界上通常使用的原子一词,就沿用了古希腊的atoma(原意是不可分割的).在古印度将原子称为anu(意为微小).在我国战国时期的墨家称为“端”,意思是组成物质的不可分割的最原始的东西;而名家称为“小一”,认为“小一”这东西不再有内,也就无法再分割了,即为最原始的微粒.     

φ介子工厂和CP破坏的精密测量

 粒子工厂这个术语,现在对大家已经不陌生了,它是“高精度前沿”发展的产物.在实验高能物理发展过程中,“高能量前沿”与“高精度前沿”是互补的发展方向,前者着眼于尽可能提高现有加速器相互作用能量.     

“暗宇宙”之谜

 夜幕降临,星光灿烂,银河、星斗与皎洁的月光交辉相映,编织出美丽的夜空,这就是我们从小获得的知识:恒星、星云、星系……构成的浩瀚宇宙。然而,这只是个错觉,我们的宇宙实际上是“暗无天日”的,这就是2003年过去一年最新的科学成就:宇宙是黑暗的,或者说是个“暗宇宙”(请参阅封二精美彩图)。什么是暗宇宙?那是指组成宇宙的绝大多数物质和能量是不可见的,发光的物质和辐射只占宇宙物质的极小部分,这种不可见的物质和能量称为暗物质和暗能量。根据最新的测量,暗能量和暗物质合计占宇宙质量密度的96%,而我们熟知的恒星、星系等发光物质或重子物质仅仅只占4%。     

流体涡旋漫谈

 涡旋(vortex,过去曾译为“旋涡”,现依据全国自然科学名词审定委员会公布的《力学名词》,译为“涡旋”.)是流体团的旋转运动(见《中国大百科全书·力学卷》495 页).近代力学的奠基人之一、德国力学家普朗特(L.Prandtl)的学生、空气动力学家屈西曼(D.Küchemann) 曾经说过：“涡旋是流体运动的肌腱.”这句话是流体力学中的至理名言,深刻概括了涡旋在流体运动中的作用.普朗特的另一位学生、北京航空航天大学陆士嘉教授则更进一步地指明“流体的本质就是涡,因为流体经不住搓,一搓就搓出了涡.”这句话既道出了流体与固体的本质区别,又点明了流体运动中出现涡旋的原因.这里的“搓”,是指作用在流体上的剪切力.只要有物体(如飞行器、船舰、汽车、火车等)在流体中运动,紧贴在物面上的流体由于黏附在物面上,会被物体带着一起运动,而远处的流体却在静止中,这就产生了对流体发生“搓”的剪切力.     

科学精神无所不在无往不利

 科学（Ｓｃｉｅｎｃｅ）一词起源于拉丁文的“Ｓｃｉｒｅ”,原意是“要去了解”,它是人类认识和研究自然的一种探索过程。换句话说,科学是反映自然、社会和人类思维等方面客观规律的知识体系。人们在科学活动中的基本精神状态,包括思想意识、思维方式和理性态度,则称为科学精神。科学活动是有界定的,而科学精神可以超越这种界定而在科学领域之外表现出来,故而有“无所不在”一说。 上述科学精神的定义有点抽象,难免有人会问,究竟什么是科学精神呢？让我们先看看科学活动是怎样进行的,再回过来推敲这个问题。     

应该界定黑洞的“最大半径”和“最小半径”

 有关黑洞的习题在近几年的复习资料中经常出现,通过题中给出的一些有关物理量来估算黑洞的“最大半径”。那么什么是黑洞?一颗内部燃烧尽了的大质量恒星由于自身的引力作用,外壳不断向中心坍塌缩小,最后就会形成致密的黑洞。黑洞是宇宙中的实体微粒,它们的体积趋向于零,而密度几乎是无穷大,由于具有强大的引力,物体只要靠近这个微粒,就会被强大的引力吸入,连光也不能幸免。也就是说,没有任何信号能够从黑洞的作用范围内传出,人类无法看到里面的情形---对于观测者来说,那就是漆黑一片---这也是黑洞名字的由来。既然如此,那么衡量黑洞的大小只能用其作用范围(即“视界”)的“半径”来表示。     

公共汽车内的力学

 在学习牛顿第一定律时,中学老师举出的例子,公共汽车突然刹车时,会使得站在车内的乘客向前倾倒。由此说明了任何物体具有保持原有运动不变的性质即具有惯性。在公共汽车中,只要你仔细观察,还会发现许多其他力学现象,通过这些现象可以深刻反映出力学原理。1.在后面“大块头”坐得稳某单位的班车在等待人们乘车,当车上上来几个“大块头”时,人们往往会开个玩笑:“到后面压车去,你们坐到后面,车稳当!”事实上,这些“大块头”未必真的坐到了后面,大家只是一笑了之。车开动了,当车通过凸凹不平的路面时,车厢后面坐的体重轻的人被颠得离开了坐位,这时,大家又哄笑起来:“你们不行吧!     

自由电子激光——“新金矿”

 一、“新金矿”1986年5月著名物理学家杨振宁博士来华讲学时,有人问他:“应当选择哪些领域研究才有发展前途?”他在回答中特别提到了准晶和自由电子激光(以下简称FEL),并说:“这好比淘金矿,当然以淘新金矿为好.”为什么杨振宁把研究FEL称为“淘新金矿”?这可从人类对电磁波资源的开发利用中得到答案.我们知道任何一种光都是一种电磁辐射,激光也不例外,它是整个电磁辐射波谱中的一个组成部分.整个电磁辐射波谱包括有长波、短波、微波、红外、可见光、紫外、X射线、γ射线等多个波段.     

用激光干涉仪检测引力波

 1887年,迈克尔逊和莫雷用干涉仪所做的实验,证明了相对于“以太”的绝对运动是不存在的,“以太”不能作为绝对参照系,该实验成了爱因斯坦狭义相对论的实验基础。 如今,爱因斯坦的相对论问世80年了,其理论已被物理界很多学者所验证和确认。但是,爱因斯坦的理论所预言的“引力波”还未被任何实验所验证,爱因斯坦的“电磁力与引力统一”理论认为,对应电荷振动释放“电磁波”,质量振动,要释放“引力波”。电磁波容易检测,而引力波因强度太低很难检测。例如,质量为1万吨,长为2m的棒,以每秒200圈旋转时放出的引力波,在2000km处,只能引起10^-37的空间波动(即相距为1m的两质点间距离变化不过10^-37m)。这个值用现代科技手段是不可能检测的。 值得庆幸的是,在天体运动变化中,有巨大能量以引力波的形式放出的现象。如两个中子星合体时会放出强引力波;超新星爆发时,其巨大的潜能释放,会放出强引力波脉冲。     

声波中的“小字辈”——次声波

 人们依靠声音传递语言和相互交往,声音帮助我们传递信息、了解世界,它的频率在20Ｈｚ至20000Ｈｚ之间。高于20000Ｈｚ的声波叫超声波;低于20Ｈｚ的声波称为次声波,大家习惯称之为声波中的“小字辈”。虽然次声波看不见,听不着,可它却无处不在。狂风呼啸、火山爆发、强烈地震、枪炮发射、火箭起飞、热核爆炸时,都可发出次声波,科学家借助仪器可以“听”到它。次声波由于振动频率很低,波长很长,传播时能量损耗小,所以它传播的距离很远,能传到几千以至十几万千米以外。     

浅析日凌与凌日现象

 前段,报纸上频频报道“日凌”现象,殊不知还有一种叫做“凌日”的天文现象,那么二者有什么区别呢?1.日凌位于赤道上空约36000ｋｍ的通信卫星与地球同步运转,同时二者又一起围绕太阳旋转。每年的春分和秋分前后,太阳光直射赤道,必然会出现太阳、通信卫星和地球依次排列在一条直线上的现象,这时,卫星地面接收站的天线不但对着卫星,也同时对着太阳。